(57)【要約】【課題】高周波領域で作動する半導体素子の電気的特性を阻害せず、高周波特性の優れたリードフレームとして提供する。【解決手段】銅あるいは銅合金からなる基材１０の表面に、ＰｄめっきあるいはＰｄ合金めっき層１４の下地めっき層１２としてＮｉめっき層が設けられ、ＰｄめっきあるいはＰｄ合金めっき層の表面に、Ａｕフラッシュめっき層１６が設けられた半導体パッケージ用リードフレームにおいて、前記下地めっき層１２として、Ｎｉめっき層にかえて、非強磁性金属からなるめっき層が設けられていることを特徴とする。【選択図】          図１
2005019922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅あるいは銅合金からなる基材の全面に、ＰｄめっきあるいはＰｄ合金めっき層の下地めっき層としてＮｉめっき層が設けられ、ＰｄめっきあるいはＰｄ合金めっき層の表面に、Ａｕフラッシュめっき層が設けられた半導体パッケージ用リードフレームにおいて、
前記下地めっき層として、Ｎｉめっき層にかえて、非強磁性金属からなるめっき層が設けられていることを特徴とする半導体パッケージ用リードフレーム。
【請求項２】
下地めっき層が、Ａｇめっき層、Ｓｎめっき層、Ａｕめっき層およびＺｎめっき層から選択された一のめっき層であることを特徴とする請求項１記載の半導体パッケージ用リードフレーム。
【請求項３】
下地めっき層が、ＳｎとＡｇの合金めっき層あるいはＳｎとＺｎの合金めっき層であることを特徴とする請求項１記載の半導体パッケージ用リードフレーム。
【請求項４】
下地めっき層が、非強磁性金属からなる第１の下地めっき層と、第１の下地めっき層とは異種の非強磁性金属からなる第２の下地めっき層からなることを特徴とする請求項１記載の半導体パッケージ用リードフレーム。
【請求項５】
第１の下地めっき層と第２の下地めっき層が、Ｓｎめっき層とＡｇめっき層、Ａｇめっき層とＳｎめっき層、Ａｇめっき層とＡｕめっき層およびＳｎめっき層とＡｕめっき層から選択された一のめっき層の組み合わせからなることを特徴とする請求項４記載の半導体パッケージ用リードフレーム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体パッケージ用リードフレームに関し、より詳細には、銅あるいは銅合金を基材とする半導体パッケージ用リードフレームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
高速信号を取り扱う半導体パッケージ用リードフレームでは、電気的特性を考慮して、銅あるいは銅合金を基材に使用した製品が使用されている。銅あるいは銅合金を使用したリードフレームではワイヤボンディング性を良好にするといった目的から、ボンディング部に銀めっき等の貴金属めっきを施して提供される製品がある（たとえば、特許文献１参照）。
このような、銅あるいは銅合金を基材とするリードフレームで、部分的に銀めっき等の貴金属めっきを施した製品の場合は、アウターリードのはんだ付け性を良好にするため、アウターリードにはんだ被膜を形成するといったことが行われる。
【０００３】
しかしながら、環境保護の観点から最近は鉛フリーによる実装が主流となりつつあり、このような実装に好適に使用できる半導体パッケージ用リードフレームとして、銅あるいは銅合金からなる基材に、ＰｄあるいはＰｄ合金めっきを施した製品に対する需要が高まっている。このＰｄあるいはＰｄ合金めっきを施した製品は、リードフレームの全面にＰｄあるいはＰｄ合金めっきを施して製品とするものであり、リードフレームに部分的に貴金属めっきを施すといった煩雑さがなく、良好なワイヤボンディング性、はんだ濡れ性を有するという利点がある（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特表２０００−６２３４１号公報
【特許文献２】
特開２００２−７６４９１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
リードフレームは、半導体素子をダイパッドにダイ付けする際、半導体素子とインナーリードとをワイヤボンディングする際、半導体素子を樹脂封止する際に、いずれも加熱されるが、この加熱によって、基材の銅がリードフレーム表面に熱拡散し、この拡散した銅が酸化することによって、基板へ実装する際のはんだとの濡れ性が著しく低下する。そこで、現在主流となっているＰｄリードフレームは銅の拡散を防止してＰｄ層との密着性を良好にし、耐熱性、耐蝕性を向上させる目的で、銅の基材の表面にまず、Ｎｉめっきを施し、次いでＰｄめっきを施し、さらにＡｕフラッシュめっきを施している。Ａｕフラッシュめっきは、Ｐｄ層の表面に薄くＡｕ層を設けるもので、Ｐｄ層を保護し、Ｐｄ層が酸化することを防止するとともに、Ｐｄ層のはんだ付け性を維持させる作用をなす。
【０００６】
図３に、従来のＮｉめっき層をＰｄめっき層の下地めっき層としたリードフレームでのめっき構成を示す。１０が銅あるいは銅合金からなる基材、１１がＮｉめっき層、１４がＰｄめっき層、１６がフラッシュめっきによるＡｕめっき層である。Ｎｉめっき層１１の厚さは０．２〜２．０μｍ、Ｐｄめっき層１４の厚さは０．００１〜０．１０μｍ、Ａｕめっき層１６の厚さは０．００１〜０．０３μｍである。
【０００７】
ところで、近年、半導体パッケージは、ますます高集積傾向が強まっており、きわめて高周波で作動されるようになってきた。この結果、１ＧＨｚを超える動作周波数での半導体パッケージでは、銅あるいは銅合金を基材とし、ＰｄあるいはＰｄ合金めっきによって形成されているリードフレームにおいて、中間層に設けられているＮｉめっき層が強磁性体であることから、半導体素子の動作障害を起こすことが懸念されている。すなわち、きわめて高い周波数で動作する半導体素子では、Ｎｉのような強磁性体がパッケージ内に存在するとその磁界によって信号の動作が妨げられるおそれが生じる。
【０００８】
本発明の目的は、このようなきわめて高い周波数で動作する半導体素子を搭載する半導体パッケージに使用するリードフレームにおいて、半導体素子が強磁性体による磁界の影響を受けず、高周波領域で好適に使用することができる半導体パッケージ用リードフレームを提供するにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、銅あるいは銅合金からなる基材の全面に、ＰｄめっきあるいはＰｄ合金めっき層の下地めっき層としてＮｉめっき層が設けられ、ＰｄめっきあるいはＰｄ合金めっき層の表面に、Ａｕフラッシュめっき層が設けられた半導体パッケージ用リードフレームにおいて、前記下地めっき層として、Ｎｉめっき層にかえて、非強磁性金属からなるめっき層が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
また、前記下地めっき層として、Ａｇめっき層、Ｓｎめっき層、Ａｕめっき層およびＺｎめっき層から選択された一のめっき層が好適に用いられる。
また、前記下地めっき層として、ＳｎとＡｇの合金めっき層あるいはＳｎとＺｎの合金めっき層が好適に用いられる。
また、前記下地めっき層が、非強磁性金属からなる第１の下地めっき層と、第１の下地めっき層とは異種の非強磁性金属からなる第２の下地めっき層からなることを特徴とする。
また、前記第１の下地めっき層と第２の下地めっき層が、Ｓｎめっき層とＡｇめっき層、Ａｇめっき層とＳｎめっき層、Ａｇめっき層とＡｕめっき層およびＳｎめっき層とＡｕめっき層から選択された一のめっき層の組み合わせからなることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面にしたがって詳細に説明する。
本発明に係る半導体パッケージ用リードフレームは、銅あるいは銅合金を基材とするリードフレームであって、リードフレームの全面にＰｄめっきあるいはＰｄ合金めっきを施して製品とするものである。本発明に係る半導体パッケージ用リードフレームにおいて特徴とする構成は、銅あるいは銅合金の基材に非強磁性金属からなるめっきを施し、この非強磁性金属からなるめっき層を下地層として、ＰｄめっきあるいはＰｄ合金めっきを施すことを特徴とする。
【００１２】
（実施例１）
図１は、本発明に係る半導体パッケージ用リードフレームについて、銅あるいは銅合金からなる基材の表面に設けるめっき層の構成例を示す説明図である。
同図で１０は銅あるいは銅合金からなる基材、１２は非強磁性体金属からなる下地めっき層、１４はＰｄめっき層、１６はＡｕめっき層である。本実施例においては、非強磁性体金属からなる下地めっき層１２として、Ａｇめっき層を設けている。下地めっき層１２および、Ｐｄめっき層１４、Ａｕめっき層１６は、いずれも基材１０の表面全体に設ける。
本実施例においては、各めっき層の厚さを以下のとおりとした。
下地めっき層（Ａｇめっき層）：０．０００３〜５μｍ  好ましくは０．１〜２μｍ。Ｐｄめっき層：０．００１〜０．１０μｍ  好ましくは０．０１〜０．０３μｍ。Ａｕめっき層：０．００１〜０．０３μｍ  好ましくは０．００３〜０．００５μｍ。
【００１３】
なお、基材１０に使用する銅あるいは銅合金としては、純銅、銅−錫合金、銅−亜鉛合金等の、強磁性体金属を含まない銅あるいは銅合金が使用できる。
本実施例のめっき構成に係る半導体パッケージ用リードフレームによれば、従来のＮｉめっきをＰｄめっき層の下地めっき層としたリードフレームと同等の、基材１０とＰｄめっき層１４との密着性を得ることができ、所要の耐熱性および耐蝕性を得ることができる。また、Ｐｄめっき層１４の作用効果によって、良好なはんだ付け性を得ることができる。とくに、本実施例の半導体パッケージは、めっき層にまったく強磁性体金属を含まないことから、半導体パッケージ自体に起因する、磁界によって高周波領域における半導体素子の動作が阻害されることを防止することが可能となる。また、本実施例の半導体パッケージ用リードフレームは、めっきコントロールが容易であるという利点もある。
【００１４】
（実施例２）
本実施例に係る半導体パッケージ用リードフレームでは、銅あるいは銅合金からなる基材１０の表面に設ける下地めっき層１２としてＳｎめっき層を設けたことを特徴とする。めっき層の厚さは、以下のとおりとした。
下地めっき層（Ｓｎめっき層）：０．０００３〜１０μｍ  好ましくは０．１〜０．５μｍ。Ｐｄめっき層：０．００１〜０．１０μｍ  好ましくは０．０１〜０．０４μｍ。Ａｕめっき層：０．００１〜０．０３μｍ  好ましくは０．００３〜０．００５μｍ。
本実施例の半導体パッケージ用リードフレームも、従来のＮｉめっきを下地めっき層としたリードフレームと同様の耐熱性、耐蝕性を得ることができる。また、下地めっき層をＮｉめっきによって形成した場合と製造コストが同等であるという利点もある。
【００１５】
（実施例３）
本実施例に係る半導体パッケージ用リードフレームでは、銅あるいは銅合金からなる基材１０の表面に設ける下地めっき層１２としてＡｕめっき層を設けたことを特徴とする。めっき層の厚さは、以下のとおりとした。
下地めっき層（Ａｕめっき層）：０．０００３〜１０μｍ  好ましくは１〜３μｍ。Ｐｄめっき層：０．００１〜０．１０μｍ  好ましくは０．０１〜０．０３μｍ。Ａｕめっき層：０．００１〜０．０３μｍ  好ましくは０．００３〜０．００５μｍ。
本実施例の下地めっき層としてＡｕめっき層を設けた半導体パッケージ用リードフレームは、Ｐｄめっき層および基材の銅との密着性が良好になるという利点がある。
【００１６】
（実施例４）
本実施例に係る半導体パッケージ用リードフレームでは、銅あるいは銅合金からなる基材１０の表面に設ける下地めっき層１２としてＺｎめっき層を設けたことを特徴とする。めっき層の厚さは、以下のとおりとした。
下地めっき層（Ｚｎめっき層）：０．０００３〜５μｍ  好ましくは０．１〜０．５μｍ。Ｐｄめっき層：０．００１〜０．１０μｍ  好ましくは０．００５〜０．０３μｍ。Ａｕめっき層：０．００１〜０．０３μｍ  好ましくは０．００３〜０．００５μｍ。
本実施例の半導体パッケージ用リードフレームは、下地めっき層をＮｉめっきによって形成した場合と同等以上の耐熱性、耐蝕性を有する。また、製造コストを抑えることができるという利点がある。
【００１７】
（実施例５）
本実施例に係る半導体パッケージ用リードフレームでは、銅あるいは銅合金からなる基材１０の表面に設ける下地めっき層１２を、図２に示すように、非強磁性体金属からなる第１の下地めっき層１２ａと第２の下地めっき層１２ｂの２層構造としている。
本実施例は、第１の下地めっき層１２ａとしてＳｎめっき層を設け、第２の下地めっき層１２ｂとしてＡｇめっき層を設けている。各めっき層の厚さは以下のとおりとした。
第１の下地めっき層（Ｓｎめっき層）：０．０００３〜５μｍ  好ましくは０．１〜０．５μｍ。第２の下地めっき層（Ａｇめっき層）：０．０００３〜５μｍ  好ましくは０．５〜１μｍ。Ｐｄめっき層：０．００１〜０．１０μｍ  好ましくは０．００５〜０．０３μｍ。Ａｕめっき層：０．００１〜０．０３μｍ好ましくは０．００３〜０．００５μｍ。
本実施例の半導体パッケージ用リードフレームによれば、耐熱性、耐蝕性を向上させることができ、Ｐｄめっき層と基材の銅との密着性を向上させることができるという利点がある。
【００１８】
（実施例６）
本実施例に係る半導体パッケージ用リードフレームは、下地めっき層１２を２層構造としたもので、第１の下地めっき層１２ａとしてＡｇめっき層を設け、第２の下地めっき層１２ｂとしてＳｎめっき層を設けたことを特徴とする。各めっき層の厚さは以下のとおりとした。
第１の下地めっき層（Ａｇめっき層）：０．０００３〜５μｍ  好ましくは０．５〜１μｍ。第２の下地めっき層（Ｓｎめっき層）：０．０００３〜１０μｍ好ましくは０．１〜０．５μｍ。Ｐｄめっき層：０．００１〜０．１０μｍ  好ましくは０．０１〜０．０４μｍ。Ａｕめっき層：０．００１〜０．０３μｍ好ましくは０．００３〜０．００５μｍ。
本実施例の半導体パッケージ用リードフレームによれば、耐熱性および耐蝕性を向上させることができ、Ｐｄめっき層と基材の銅との密着性を向上させることができる。
【００１９】
（実施例７）
本実施例に係る半導体パッケージ用リードフレームは、下地めっき層１２を２層構造としたもので、第１の下地めっき層１２ａとしてＡｇめっき層を設け、第２の下地めっき層１２ｂとしてＡｕめっき層を設けたことを特徴とする。各めっき層の厚さは以下のとおりとした。
第１の下地めっき層（Ａｇめっき層）：０．０００３〜５μｍ  好ましくは１．０〜１．５μｍ。第２の下地めっき層（Ａｕめっき層）：０．０００３〜１０μｍ  好ましくは０．００５〜０．０１μｍ。Ｐｄめっき層：０．００１〜０．１０μｍ  好ましくは０．０１〜０．０４μｍ。Ａｕめっき層：０．００１〜０．０３μｍ  好ましくは０．００３〜０．００５μｍ。
本実施例の半導体パッケージ用リードフレームによれば、耐熱性および耐蝕性を向上させることができる。
【００２０】
（実施例８）
本実施例に係る半導体パッケージ用リードフレームは、下地めっき層１２を２層構造としたもので、第１の下地めっき層１２ａとしてＳｎめっき層を設け、第２の下地めっき層１２ｂとしてＡｕめっき層を設けたことを特徴とする。各めっき層の厚さは以下のとおりとした。
第１の下地めっき層（Ｓｎめっき層）：０．０００３〜１０μｍ  好ましくは０．５〜１μｍ。第２の下地めっき層（Ａｕめっき層）：０．０００３〜１０μｍ  好ましくは０．００５〜０．０１μｍ。Ｐｄめっき層：０．００１〜０．１０μｍ  好ましくは０．０５〜０．０３μｍ。Ａｕめっき層：０．００１〜０．０３μｍ  好ましくは０．００３〜０．００５μｍ。
本実施例の半導体パッケージ用リードフレームによれば、耐熱性および耐蝕性を向上させることができ、下地めっき層とＰｄめっき層および基材の銅との密着性が向上する。
【００２１】
（実施例９）
本実施例に係る半導体パッケージ用リードフレームは、銅あるいは銅合金からなる基材１０の表面に設ける下地めっき層１２を、ＳｎとＡｇの合金からなるＳｎ／Ａｕめっき層によって形成したことを特徴とする。めっき層の厚さは、以下のとおりとした。
下地めっき層（Ｓｎ／Ａｕめっき層）：０．０００３〜５μｍ  好ましくは０．５〜１μｍ。Ｐｄめっき層：０．００１〜０．１０μｍ  好ましくは０．００５〜０．０３μｍ。Ａｕめっき層：０．００１〜０．０３μｍ  好ましくは０．００３〜０．００５μｍ。
本実施例の半導体パッケージ用リードフレームによれば、耐熱性および耐蝕性を向上させることができ、下地めっき層とＰｄめっき層および基材の銅との密着性を向上させることができる。
【００２２】
（実施例１０）
本実施例に係る半導体パッケージ用リードフレームは、銅あるいは銅合金からなる基材１０の表面に設ける下地めっき層１２を、ＳｎとＺｎの合金からなるＳｎ／Ｚｎめっき層によって形成したことを特徴とする。めっき層の厚さは、以下のとおりとした。
下地めっき層（Ｓｎ／Ｚｎめっき層）：０．０００３〜５μｍ  好ましくは０．５〜１μｍ。Ｐｄめっき層：０．００１〜０．１０μｍ  好ましくは０．００５〜０．０３μｍ。Ａｕめっき層：０．００１〜０．０３μｍ  好ましくは０．００３〜０．００５μｍ。
本実施例の半導体パッケージ用リードフレームによれば、耐熱性および耐蝕性を向上させることができる。
【００２３】
上述した、実施例２〜１０に示す半導体パッケージ用リードフレームはいずれも、従来のＰｄめっき層の下地めっき層としてＮｉめっき層を設けたリードフレームと同様に、リードフレームが加熱された際に、下地めっき層１２により銅あるいは銅合金からなる基材１０の銅がリードフレームの表面に熱拡散することを抑制し、基材１０とＰｄめっき層１４との密着性を良好にして、Ｐｄめっき層１４による耐熱性、はんだ濡れ性等を確保することが可能となり、鉛フリーの実装を可能にするリードフレームとして提供することができる。
また、上述した各実施例で示したリードフレームは、リードフレームの基材およびめっき層のいずれにもＮｉ等の強磁性金属が使用されていないことから、１ＧＨｚといった高周波領域で使用される半導体素子を搭載するリードフレームとして好適に使用することが可能となる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明に係る半導体パッケージ用リードフレームは、上述したように、リードフレームを構成する基材および、基材表面に形成されためっき層に、Ｎｉ等の強磁性体金属を使用していないことから、高周波領域で作動する半導体素子を搭載するリードフレームとして好適に使用することが可能となる。また、基材の表面全体にＰｄめっき層を設けたことにより、所要のはんだ付け性、耐熱性、耐蝕性を備えた取り扱いやすいリードフレームとして提供できる等の著効を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る半導体パッケージ用リードフレームの基材表面に形成されるめっき層の構成を示す説明図である。
【図２】本発明に係る半導体パッケージ用リードフレームの基材表面に形成されるめっき層の他の構成を示す説明図である。
【図３】半導体パッケージ用リードフレームの基材表面に形成されるめっき層の従来の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１０  基材
１１  Ｎｉめっき層
１２  下地めっき層
１２ａ  第１の下地めっき層
１２ｂ  第２の下地めっき層
１４  Ｐｄめっき層
１６  Ａｕめっき層
【図１】
2005019922.tif 000003
【図２】
2005019922.tif 000004
【図３】
2005019922.tif 000005